生态环境与人类健康

生物转化主要包括氧化、还原、水解和结合四 种反应类型。前三类统称为I相反应，结合称 为II相反应。 通过I相反应，化学物分子上出现一个极性反 应基团，可使其易溶于水，并可进行II相反应。
I相反应
氧化反应： 细胞色素P450酶，是最重要的代谢酶。体内约 80％的化学物代谢反应与其有关。

环境化学物的体内过程
污染物 皮肤
胆汁
胃肠道
门静脉
肺
肺动脉 动脉 肺静脉
肝脏
肝静脉
脑
心脏
主动脉
腔静脉
肾脏 粪便 尿液 呼出气
环境污染物的吸收、分布与排泄
一、环境污染物的吸收
1. 消化道：水与食物中的有害物质



主要经小肠吸收，脂溶性物质较快 扩散方式为主，也可经载体 可在肠肝循环过程中反复被吸收 消化道内酶和菌群的生物转化 胃肠道内容物多少、排空时间、蠕动状况
2. 呼吸道：气体、蒸汽、气溶胶、颗粒物
特点 肺泡总表观面积大，壁薄， 毛细血管丰富：
吸收迅速，仅次于静脉注射 不经肝，直接进入大循环 进入部位越深，扩散面积越大，停留时间 越长，机体的吸收量越大。
影响因素
肺泡/血液浓度(分压)差大，吸收快 血/气分配系数大，易吸收入血 颗粒大小、分散度、溶解度 活动强度、肺通气量 环境气象因素
环境与健康关系研究方法 -2
环境毒理学
研究内容和主要任务





对未知毒性效应的化合物或环境因素，研究其毒作用 大小、蓄积性、作用的靶器官和组织等基本毒理学特 征，以及对其致畸、致癌、致突变性作出评价； 对特定的环境污染物或因素，研究其剂量－反应关系， 为卫生基准的制定及环境危险度评价提供依据； 毒作用机制研究，探索环境污染物或因素在机体反应 中出现的特异、敏感的测试指标，即生物标志，为环 境流行病学调查提供新的手段； 对已造成健康危害，并通过环境流行病学调查提出的 可疑致病因素，建立动物模型予以证实，确定病因； 应用于环境生物监测。

局限于微粒体内； 肝脏的P450活性非常高，其它脏器的活性仅为其 1/5~1/30; 有许多分子类型； 氧化脂溶性底物；专一性极低。

黄素单加氧酶、前列腺素H合成酶、醇脱氢酶、 醛脱氢酶…
II相结合反应（Conjugative reaction）
II相反应生成易于从体内排泄的水溶性结合产物。 是外源物与内源物结合的过程。
自学如下内容：

一般毒性的研究方法
遗传毒理试验方法 致癌性和致畸性测试


环境生物监测




传统物理、化学检测方法提供环境是否受到污 染及污染水平数据，只能为该污染物对人群和 生态健康影响的可能性作出间接判断。 生物检测能够迅速反映出污染物是否能对生物 体产生影响。 污染物种类多，单一化学检测难以反映总体的 污染水平造成的联合作用。 现场生物监测、环境样品的生物监测
健康危险度评价
（Health Risk Assessment, HRA)
定义
收集和利用科学可靠、设计合理的毒理学、 流行病学及其他实验研究的最新成果，遵循一 定的评价准则和日趋完善的技术路线，对某种 环境有害因素造成暴露人群的不良健康效应进 行综合定性与定量分析和评价，并在环境管理 和决策中应用的过程。
第二阶段反应(II相反应)：结合反应
结合反应主要在肝脏进行，其次是肾，在肺、脑、 肠、脾中也可进行。
生物解毒作用(detoxication)
经过体内的转化，环境污染物毒性降低 如大多数毒物
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生物活化作用(bioactivation)
经过生物转化，环境污染物毒物增强
如对硫磷，乐果；苯并(a)芘、芳香胺
(三)环境污染物在体内的生物转化
Biotransformation
生物转化：进入机体的环境化学物，在生物体内经过一 系列的生物化学变化并形成其衍生物的过程。 其所形成的衍生物称为代谢物。



生物转化主要在肝进行。 肾、胃、胃肠道、胎盘、皮肤等组织器官也有 一定的生物转化能力。 肠道菌群在某些环境污染物的生物转化过程中 起着重要的作用。 各组织器官的生物转化酶在细胞内主要分布于 内质网（微粒体）或胞质中，在线粒体、细胞 核以及溶酶体中的分布较少。
影响生物转化的因素

个体差异与基因多态性
代谢酶的抑制和诱导 营养状况 年龄、性别



(四)环境污染物的排泄
经肾随尿排出：主要途径 污染物或其代谢物 肾小球 肾小管
被动过滤
解离、水溶性
被动 扩散 尿
未解离、脂溶性
重吸收入血
不易排除
经肝、胆通过肠道随粪便排出 肝脏生物转化 代谢物 肝细胞 胆 肠 汁 道
3. 皮肤吸收 一般而言，经皮肤吸收较为困难； 高脂溶性物质，如杀虫剂等。
其它

毒理学实验中有时采用腹腔、皮下、肌肉和静 脉注射进行染毒。
环境污染物在体内的分布（distribution)
1.
分布：环境污染物通过吸收后，随血液和淋巴液 分散到全身各组织的过程 分布不均匀
器官或组织血流量大，灌注速率高，如肝脏
脂溶性高
随粪排出
肠肝循环
经呼吸道排出
气态或挥发性物质(CO、SO2、HS、C4H6)可经肺呼出
以下因素可加速排出 ——血中溶解度低 ——肺泡分压小：移至空气新鲜环境 ——肺通气量大
其他
毛发、唾液、乳汁、月经 生物监测指标(生物标记物) 血液、尿液、呼出气、毛发及脂肪组织等生物 样品中某些化学物或其代谢产物的含量，可作为评 价体内该化学物量的生物检测指标。



化学物与器官亲和力：90%铅盐沉积在骨骼
屏障作用(血脑、胎盘、血眼、血睾)：甲基汞易通过 血脑和胎盘屏障

（二）贮存（Storage）

一方面通过减少到达作用部位的毒物量，对急 性中毒有保护作用；另一方面又为体内提供毒 物来源，具有潜在危害。
靶部位：污染物在其贮存部位就是毒物直接作 用部位，该部位称为靶部位，即靶组织或靶器 官。如甲基汞积聚于脑，百草枯积聚于肺引起 病变。

贮存库 有的部位化学物含量虽高，但未显示中毒效应。 这些部位称为贮存库(Storage depot)。如铅在骨 骼积蓄，但主要损伤软组织。 ——血浆蛋白(白蛋白为主)是暂时贮存库 ——肝、肾、脂肪组织是多数污染物的贮存库 蓄积 ——物质蓄积：进入机体的污染物或其代谢产物， 不能完全排出而逐渐蓄积于体内 ——功能蓄积：毒物进入体内后，用现代检测技术 不能发现其在体内有明显贮留，但由该物质引 起的功能改变却逐渐累积，导致机体对该毒物 的反应性增强